（15分）甲圖為質(zhì)譜儀的原理圖．帶正電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)．該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)．測(cè)得G、H間的距離為d，粒子的重力忽略不計(jì)．

（1）設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，試證明該粒子的比荷為：；
（2）若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到MN邊界上（MN足夠長(zhǎng)），求磁場(chǎng)區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。
（1）證明見(jiàn)解析（2）

試題分析：（1）粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速，設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)速度v，由動(dòng)能定理可得：
              （3分）
進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌跡半徑為r，則有：
             （3分）
打到H點(diǎn)時(shí)，由幾何關(guān)系可得：
          （2分）
聯(lián)立以上各式，解得：          （2分）
（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)角小于等于900，偏轉(zhuǎn)角度恰好等于900，如圖所示，此時(shí)磁場(chǎng)區(qū)半徑為：          （3分）
所以磁場(chǎng)半徑滿足：          （2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，虛線MN上方存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，帶電粒子從邊界MN上的A點(diǎn)以速度vo垂直磁場(chǎng)方向射人磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從邊界MN上的B點(diǎn)射出。若在粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域PQ上方再疊加方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，讓該粒子仍以速度v0從A處沿原方向射人磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從邊界MN上的B'點(diǎn)射出（圖中未標(biāo)出），不計(jì)粒子的重力。下列關(guān)于粒子的說(shuō)法正確的是
A．點(diǎn)在B點(diǎn)的右側(cè)
B．從點(diǎn)射出的速度大于從B點(diǎn)射出的速度
C．從點(diǎn)射出的速度方向平行于從B點(diǎn)射出的速度方向
D．從A到B'的時(shí)間等于從A到B的時(shí)間

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，OAC的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為O（0,0）、A（0，L）、C(，0)，在OAC區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在t=0時(shí)刻，同時(shí)從三角形的OA邊各處以沿y軸正向的相同速度將質(zhì)量均為m，電荷量均為q的帶正電粒子射入磁場(chǎng)，已知在t=t0時(shí)刻從OC邊射出磁場(chǎng)的粒子的速度方向垂直于y軸。不計(jì)粒子重力和空氣阻力及粒子間相互作用。

（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）若從OA邊兩個(gè)不同位置射入磁場(chǎng)的粒子，先后從OC邊上的同一點(diǎn)P（P點(diǎn)圖中未標(biāo)出）射出磁場(chǎng)，求這兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1與t2之間應(yīng)滿足的關(guān)系；
（3）從OC邊上的同一點(diǎn)P射出磁場(chǎng)的這兩個(gè)粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的時(shí)間間隔與P點(diǎn)位置有關(guān)，若該時(shí)間間隔最大值為，求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面為一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，在從ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的電子中，下列判斷正確的是
A．從b點(diǎn)離開(kāi)的電子速度最大
B．從b點(diǎn)離開(kāi)的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)
C．從b點(diǎn)離開(kāi)的電子速度偏轉(zhuǎn)角最大
D．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子，其軌跡線不一定重合

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，左側(cè)為兩間距d＝10 cm的平行金屬板，加上電壓；中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，三角形底點(diǎn)A與下金屬板平齊，AB邊的中點(diǎn)P恰好在上金屬板的右端點(diǎn)；三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2.現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個(gè)重力不計(jì)的帶電微粒，微粒質(zhì)量m＝1.0×10－10 kg，帶電荷量q＝1.0×10－4 C；帶電粒子恰好從P點(diǎn)垂直AB邊以速度v＝2×105 m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，則

(1)求帶電微粒的初速度v0；
(2)若帶電微粒第一次垂直穿過(guò)AC，則求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1及第一次在B1中飛行時(shí)間；
(3)帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場(chǎng)B1后，求的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與PQ成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，鉛盒內(nèi)放有某種具有放射性的礦物，開(kāi)始時(shí)其中有、兩種放射性元素同位素原子核．其中會(huì)自發(fā)的放出某種粒子x后變成并不再變化，發(fā)生6次α衰變和4次β衰變后變成一種穩(wěn)定的原子核y．由于碰撞和其他原因，粒子x和α、β粒子從鉛盒的小孔射出時(shí)的速度可以在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化．這些粒子射出后由小孔O，垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的進(jìn)入一個(gè)電磁場(chǎng)共存的區(qū)域，其中電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1，方向水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1，方向垂直于紙面向里．部分粒子能沿直線由小孔射出，由A點(diǎn)垂直磁場(chǎng)、垂直于邊界射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)在粒子初速度方向上的寬度為d，垂直初速度方向足夠大．在磁場(chǎng)的邊界上鋪有一層感光底片從射入的粒子最終打在1、2、3三點(diǎn)．設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為e，α粒子質(zhì)量為7200m．求：

（1）粒子x是什么？寫出變化成的核反應(yīng)方程；原子核y是什么？
（2）試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明打在1、2、3三點(diǎn)的分別是什么粒子．
（3）2點(diǎn)到正對(duì)面B點(diǎn)的距離是多少？
（4）若要三種粒子均不打在感光底片上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的最小值為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束質(zhì)量和帶電量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方向，對(duì)準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并從該磁場(chǎng)中射出．若帶電粒子在磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力的作用，下列說(shuō)法中正確的是 (   )
A．運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的，其速率一定較大
B．運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的，在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程較長(zhǎng)
C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度較大
D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的，射出磁場(chǎng)時(shí)側(cè)向偏移量較大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，空間有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).t=0的時(shí)刻，一電子以速度v0經(jīng)過(guò)x軸上的A點(diǎn)，方向沿x軸正方向。A點(diǎn)坐標(biāo)為(，0)，其中R為電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.不計(jì)重力影響，則
A．電子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)，速度大小仍為v0
B．電子在時(shí)，第一次經(jīng)過(guò)y軸
C．電子第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為(0，)
D．電子第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為(0，)

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